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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利基于混合卡方检测的GPS模块/星敏感器姿态精度评估方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114942023B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210421015.X，技术领域涉及：G01C21/02；该发明授权基于混合卡方检测的GPS模块/星敏感器姿态精度评估方法是由王博;陈梓昂;盛庆红;李俊设计研发完成，并于2022-04-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于混合卡方检测的GPS模块/星敏感器姿态精度评估方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于混合卡方检测的GPS模块星敏感器姿态精度评估方法，具体包括步骤：1获取GPS模块、星敏感器的姿态信息；2采用新息χ2检测分别对GPS模块、星敏感器的姿态信息进行精度评估，获取对应的测量新息检验统计量，判断输出数据是否异常；3采用状态χ2检测对GPS模块、星敏感器的姿态组合信息进行精度评估，获取组合状态检验统计量，判断组合输出数据是否异常；4当步骤1或者步骤2中输出数据存在异常情况，构造等价权因子和等价协方差矩阵；5构造滤波增益方程和状态估计方程，采用卡尔曼滤波方法解算得到最终的姿态结果。本发明实现GPS模块或者星敏感器在失效情况下的误差补偿，提升滤波的抗差性能。

本发明授权基于混合卡方检测的GPS模块/星敏感器姿态精度评估方法在权利要求书中公布了：1.一种基于混合卡方检测的GPS模块星敏感器姿态精度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1获取飞行器中设置的GPS模块、星敏感器的姿态信息；2采用新息χ2检测分别对GPS模块、星敏感器的姿态信息进行精度评估，分别获取对应的测量新息检验统计量，通过获取的测量新息检验统计量判断GPS模块、星敏感器的输出数据是否存在异常；具体包括以下步骤：2.1采用新息χ2检测分别对GPS模块、星敏感器的姿态信息进行精度评估，获取测量新息公式为： 式中，v1k为GPS模块测量新息；v2k为星敏感器测量新息；z1k为GPS模块观测向量矩阵；z2k为星敏感器观测向量矩阵；为GPS模块观测向量预测值；为星敏感器观测向量预测值；H1为GPS模块观测矩阵；H2为星敏感器观测矩阵；k为状态；k+1指k状态的后一状态，k-1指k状态的前一状态；2.2根据测量新息获取测量新息检验统计量，公式为：Tk＝vkTCk-1vk式中，Ck为测量新息的协方差矩阵；分别代入不同时刻i下GPS模块对应的v1k、C1k获得GPS模块测量新息检验统计量Ti,1k；代入不同时刻i下星敏感器对应的v2k、C2k获得星敏感器测量新息检验统计量Ti,2k；其中：C1k＝H1P1k|k-1H1T+V1kC2k＝H2P2k|k-1H2T+V2k式中，P1k|k-1为GPS模块状态协方差矩阵、P2k|k-1为星敏感器状态协方差矩阵；V1k为GPS模块观测噪声的协方差矩阵；V2k为星敏感器观测噪声的协方差矩阵；2.3设定观测值出现异常情况的边界条件；TD～χα2t式中，α为显著性水平；t为自由度；通过分别比较两个测量新息检验统计量与边界值判断输出数据是否异常，若测量新息统计量小于或等于边界值，则认定输出数据无异常，否则认定存在异常；3采用状态χ2检测对GPS模块、星敏感器的姿态组合信息进行精度评估，获取组合状态检验统计量，通过获取的组合状态检验统计量判断GPS模块与星敏感器组合输出数据是否存在异常；具体包括以下步骤：3.1基于星敏感器的姿态信息设定状态量，公式为： 式中，x为状态向量矩阵；Φ表示星敏感器姿态角；Θ表示星敏感器角速度；Ψ表示星敏感器角加速度；建立状态方程为：xk+1＝Fxk+wk式中，F为状态转换矩阵；w为系统噪声；3.2基于GPS模块的姿态信息设定观测向量，公式为： 式中，z为观测向量矩阵；表示GPS模块姿态角；θ表示GPS模块角速度；ψ表示GPS模块角加速度；建立观测方程，公式为：zk＝H1xk+V1k3.3采用状态χ2检测对GPS模块、星敏感器的姿态信息进行精度估计，获取第一状态估计量第二状态估计量并作差，最终获取组合状态检验统计量T3k，具体为： T3k＝βkRk-1βk式中，K′为原始滤波增益；Rk＝E{βkβTk}；T3k为组合状态检验统计量；Ti,3k为不同时刻i的T3k值；3.4通过比较组合状态检验统计量与边界值判断输出数据是否异常，若组合状态检验统计量小于或等于边界值，则认定输出数据无异常，否则认定存在异常；4当步骤2或者步骤3中输出数据存在异常情况，则构造等价权因子；具体为： ω＝diag[ω1,ω2,…,ωn]式中，ω为等价权因子，ωi为各个时刻的等价权因子，i＝1,2……n,n为正整数；Ti,jk为i时刻第j次卡方检测的检验统计量，j＝1,2,3；当j＝1时，对应采用新息χ2检测获得GPS模块测量新息检验统计量Ti,1k；当j＝2时，对应采用新息χ2检测获得星敏感器测量新息检验统计量Ti,2k；当j＝3时，对应采用状态χ2检测获取组合状态检验统计量Ti,3k；TD为边界条件中的边界值；k为状态；再根据等价权因子获取等价协方差矩阵，具体为： 式中，为等价协方差矩阵；V1k为GPS模块观测噪声的协方差矩阵；5根据等价协方差矩阵构造滤波增益方程和状态估计方程，采用卡尔曼滤波方法解算得到最终的姿态结果。

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